JPH0764765B2 - ポリ四フッ化エチレンのフッ素化分解法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリ四フッ化エチレンのフッ素化分解法に係わ
り、更に詳しくはポリ四フッ化エチレンのフッ素化分解
により四フッ化炭素、六フッ化エタン、八フッ化プロパ
ン等のフルオロカーボン類を効率良く得る方法に関する
ものである。

本発明により得られるフルオロカーボン類は、例えば半
導体工業におけるエッチングガス、気相絶縁体、リーク
テスト剤等に幅広い用途を有するものである。

〔従来の技術とその課題〕

フルオロカーボン類の製造方法としては、従来より、
（１）炭素または炭化水素のフッ素ガスによるフッ素
化、（２）ハロゲン化炭素のフッ化水素によるフッ素置
換、及び（３）炭化水素又はハロゲン化炭化水素の電解
フッ素化等が知られている。

しかし、（１）の方法においては、反応性に富むフッ素
ガスを使用するため、水素が全部フッ素で置換されるま
で反応を進行させようとすると、炭素−炭素の解裂、そ
して場合により爆発を引き起こす危険性をはらんでい
る。そのため特殊な装置を用いたり、フッ素を不活性ガ
スにより大幅に希釈して行う等の工夫がなされている
が、収率の向上は望めず、また完全に爆発の危険性を排
除するまでには至っていない。

また、（２）の方法ではハロゲンを水素によって完全に
置換するのは困難であり、例えば四塩化炭素のフッ化水
素によるフッ素置換では第四番目の塩素原子のフッ素へ
の置換が極めて困難である。さらに、四フッ化炭素が得
られたとしても微量のクロロトリフルオロメタンが残存
し、これを完全に除去することは不可能に近い難事であ
る。しかるに半導体エッチング用としては、塩素含有化
合物が全く含まれていないことが要求されており、斯か
る方法は未だ満足し得るものではない。

（３）の電解フッ素化に至っては、副反応が多く起こ
り、目的生成物以外に数多くの副生物が生成するため、
分離精製が困難である上に、収率が大幅に低下する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来法の欠点を排除し、完全に、
効率良くフルオロカーボン類を製造することにある。

〔発明の内容〕

本発明者等はかかる目的を達成すべく鋭意検討した結
果、本発明に到達した。

即ち本発明は、ポリ四フッ化エチレンをフッ素ガスによ
りフッ素化分解するにあたり、アルカリ金属フッ化物及
び／又はアルカリ土類金属フッ化物の存在下でフッ素化
分解を行うことを特徴とするポリ四フッ化エチレンのフ
ッ素化分解法である。

本発明の方法によれば、完全に、そして効率良くフルオ
ロカーボン類を得られるもので、アルカリ金属フッ化物
及び／又はアルカリ土類金属の内でもフッ化ナトリウ
ム、フッ化カリウム及びフッ化カルシウムの存在下で行
う場合が特に好ましい結果が得られる。

また、ポリ四フッ化エチレンは特にその分子量に限定は
なく、形状もチップ、フィルム片、粉末等、細かにされ
ているものであれば良い。

反応温度は300〜600℃の範囲が好ましく、目的生成物に
応じて温度を変化させれば良い。またフッ素ガスは希釈
せずに、或いは不活性ガスにより希釈して使用するが、
これも目的生成物により適宜選択することができる。

〔実 施 例〕

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに詳しく説
明する。

実施例 １ 撹拌機付きのニッケル反応器（直径20cm、長さ250cm）
にフッ化ナトリウム（NaF）粉末30kg、テフロン屑（ポ
リ四フッ化エチレン）10kgを仕込んだ。テフロンは成
型の際できる屑を純粋機で解枠しチップ状にしたものを
用いた。撹拌機の回転数は4rpmとした。

窒素雰囲気で昇温し、400℃になった時点でフッ素ガス
を10/minの割合で送入した。このフッ素ガスは電解発
生させたもので約11％（容積）のフッ化水素を含有して
いる。反応ガスを10％水酸化ナトリウム水溶液が循環し
ているアルカリ洗浄塔に通し、フッ化水素及び微量の未
反応フッ素を除去し、ガスクロマトグラフィーを用いて
組成を分析した。置換に用いた少量の窒素を除去した分
析値は次の通りであった。

CF₄ 93.2％ C₂F₆ 4.4％ C₃F₈ 0.9％ その他 1.5％（面積パーセント） ６時間反応を続けた後、フッ素ガス送入を止め、窒素雰
囲気中で冷却後テフロンチップ10kgを仕込み、昇温後上
記の条件で反応を再開し、適時反応ガス組成を分析した
が、上記と同様の結果であった。

実施例 ２ 実施例１と同じ反応器を用い、NaFの代わりにフッ化カ
リシウム（CaF₂）30kg、テフロンチップ10kgを仕込み、
320℃に昇温した。次にフッ素ガスをヘキサフルオロエ
タン（C₂F₆）で希釈したもの（F₂;50vol％）を10/min
の割合で反応器に送入した。反応ガスをアルカリ洗浄
後、ガスメーターで計量し、ガスクロマトグラフィーに
よって組成を分析した。その結果、希釈用C₂F₆を除外し
た組成は次の通りであった。

CF₄ 49.3％ C₂F₆ 34.8％ C₃F₈ 11.6％ C₄F₁₀ 3.2％ その他 1.1％ 比較例 １ 上記実施例１と同じ反応器を用いNaFを仕込まず、他は
実施例１と同様の条件で反応させた。その結果、反応系
の圧変動が大きく、しばしば大小様々の爆発音が聞かれ
た。また、アルカリ洗浄水中にカーボン状の黒状粉末が
みられ、ガス生成量も実施例の約72％であった。

以上の如く、テフロン屑単味をフッ素化分解してCF₄、C
₂F₆等を得ようとしても円滑な製造は困難である。

〔発明の概要〕

実施例に示した通り、本発明の方法によれば、完全に、
効率良く、所望のフルオロカーボンを得ることができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 四郎 群馬県渋川市金井425番地 関東電化工業 株式会社研究開発センター内 (56)参考文献 特開 昭51−75001（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−1491（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−118331（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−39642（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリ四フッ化エチレンをフッ素ガスにより
   フッ素化分解するにあたり、アルカリ金属フッ化物及び
   ／又はアルカリ土類金属フッ化物の存在下でフッ素化分
   解を行うことを特徴とするポリ四フッ化エチレンのフッ
   素化分解法。